采用弱酸阳离子交换树脂脱碱度主要是大型苦咸水处理系统,它能够实现部分软化以达到节约再生剂的目的。在这一过程中,仅仅与重碳酸根相同量的暂时硬度中的Ca2+、Ba2+和Sr2+等为H+所取代而被除去,这样原水的pH 值会降低到4~5。
由于树脂的酸性基团为羧基,当pH 达到4.2时,羧基不再解离,离子交换过程也就停止了。因此,仅能实现部分软化,即与重碳酸根相结合的结垢阳离子可以被除去。因此这一过程对于重碳酸根含量高的水源较为理想,重碳酸根也可转化为CO2
HCO3– + H+ ↔H2O + CO2
在大多数情况下,并不希望产水中出现CO2,这时可以对原水或产水进行脱气来实现,但当存在生物污染嫌疑时(地表水,高TOC 或高菌落总数),对产水脱气更为合适。
在膜系统中高CO2浓度可以抑制细菌的生长,当希望系统运行在较高的脱盐率时,采用原水脱气较合适,脱除CO2将会引起pH 的增高,进水pH>6 时,膜系统的脱除率比进水pH<5 时要高。
采用弱酸脱碱度的优点如下:
❖ 再生所需要的酸量不大于105%的理论耗酸量,这样会降低操作费用和对环境的影响;
❖ 通过脱除重碳酸根,水中的TDS 减低,这样产水TDS 也较低;
本法的缺点是:
❖ 残余硬度
如果需要完全软化,可以增设强酸阳树脂的钠交换过程,甚至可放置在弱酸树脂同一交换柱内,这样再生剂的耗量仍比单独使用强酸树脂时低,但是初期投资较高,这一种组合仅当系统容量很大时才有意义。
另一种克服这一缺点的方法是在脱碱度的水中加阻垢剂,虽然迄今为止,人们单独使用弱酸阳树脂脱碱时,还从未出现过结垢问题,但是我们仍极力建议你计算残留难溶盐的溶解度,并采取相应的措施。
❖ 处理过程中水的会发生pH
变化因树脂的饱和程度在运行时发生变化,经弱酸脱碱处理的出水其pH值将在3.5~6.5范围内变化,这种周期性的pH变化,使工厂脱盐率的控制变得很困难。
当pH<4.2 时,无机酸将透过膜,可能会增加产水的TDS,因此,我们推荐用户增加一个并联弱酸软化器,控制在不同时间进行再生,以便均匀弱酸处理出水pH,其它防止极低pH值出水的方法是脱除CO2或通过投加NaOH调节弱酸软化后出水的pH 值。